Die Prüfung der Industriemeister Chemie
1. Aufl. 2022
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Spezialisierungsgebiete
Bearbeitungszeit: 90 Minuten
Hilfsmittel: Tabellenbücher, IHK-Formelsammlung, Taschenrechner
Gesamtpunktzahl: 100 Punkte
Syntheseplanung
12 Punkte
Die großtechnische Herstellung von Schwefeltrioxid erfolgt in einer katalytischen Gleichgewichtsreaktion durch Oxidation von Schwefeldioxid mit Sauerstoff. Die Reaktionsenthalpie für 1 mol Schwefeltrioxid beträgt -99 kJ/mol. Als Katalysator fungiert festes Vanadiumpentoxid.
Formulieren Sie die vollständige Reaktionsgleichung.
(2 Punkte)
Beschreiben Sie das Katalyseprinzip der Reaktion.
(2 Punkte)
Wählen Sie für diese Reaktion einen geeigneten Reaktor aus und erläutern Sie Ihre Wahl.
(8 Punkte)
Lösung zu Aufgabe 1:
2 SO2 + O2 ⇄ 2 SO3
Es handelt sich um eine heterogene Katalyse, da Edukte (hier gasförmig) und Katalysator (hier fest) in unterschiedlichen Aggregatzuständen vorliegen.
Da die Reaktion stark exotherm ist, wird sehr viel Wärme frei, was zur Erhöhung der Reaktionstemperatur führt. Bei hoher Reaktionstemperatur verlagert sich das chemische Gleichgewicht nach Le Chatelier aber wieder ungünstigerweise auf die Seite der Edukte. Somit darf die Reaktionstemperatur nicht zu hoch ansteigen.
Ein geeigneter Reaktor ist z. ...